翟鹏飞 ，周 雄 ，李 强 ，2

（1.电子科技大学 电子科学与工程学院，四川 成都 610054；2.琶洲实验室-人工智能与数字经济广东省实验室，广东 广州 510330）

0 引言

在现代片上系统（SoC）中，电源电压噪声（PSN）问题变得越来越严重，尤其是当工艺尺寸不断减小，电源电压不断下降时，甚至会引起使系统功能出错的时序问题[1-6]。为了更好地对芯片进行设计、测试和调试，需要有效且准确地诊断PSN 相关的问题，并对电源网络进行建模[12-15]。

一种在片上测量电源中具有周期平稳特性的宽带噪声的方法是用两个低速模数转换器（ADC）来测量噪声自相关函数，再对自相关函数进行傅里叶变化，得到的频谱就是噪声的功率谱[4，11]。因为电源上的噪声一大部分是与系统的时钟周期相关的，具有周期平稳特性，所以对周期平稳特性噪声测量是很有意义的。低速ADC中的量化器可以采用基于环形压控振荡器（ring VCO）的结构，这种结构使得测量带宽高达20 GHz[5-6]，满足对片上高频噪声的测量需求。

然而ring VCO 的振荡频率对温度很敏感，这个特性降低了在温度变化较大的应用场景下基于ring VCO 结构的量化器的精度。所以在PSN 测量应用中，用一个不随温度变化，只随电源电压变化的VCO 量化器是很有必要的。之前的文献中给出了一些有益的补偿方法：与产生带隙基准电压的原理相似，在文献[12]中，可以通过三极管发射结电压（VBE）的负温度系数来补偿ring VCO延迟单元的温度系数，以在较大的温度范围内保持频率稳定；补偿也可以通过由具有相反温度特性的不同延迟单元组成的环形振荡器来实现[13]；……